黄河科技学院毕业设计(论文) 第 15 页垫圈冲压模具设计摘 要：该设计是由冲孔落料件设计，冲压模设计组成。详细的叙述了冲压件工艺性，冲压工艺方案的选择，重要零件的而工艺参数的选择与计算，并对模具的总体设计过程作了介绍。关键字: 冲孔; 落料；工艺性 目 录1 冲裁件工艺分析12确定工艺方案及模具结构形式23模具设计计算3 3.1、排样、计算条料宽度及确定步距3 3.2、材料的利用率3 3.3、冲压力与压力中心计算4 3.4、冲床选用54冲模刃口尺寸及公差的计算65冲裁模主要零部件的结构设计75.1、凹模的结构尺寸设计75.2、凸模固定板的确定85.3、凸模的结构尺寸确定85.4、导料板的确定85.5、卸料装置的确定95.6、模柄的选用95.7、冲模闭合高度计算105.8、垫板的结构106模架选用117模架基本加工12 结论13致谢14参考文献 151 冲裁件工艺分析如图1所示零件：圆垫圈生产批量：大批量设计该零件的冲压工艺与模具 。1、材料：Q255（半硬），具有良好的可冲压性能。2、工件结构形状：有一个24的圆孔，垫圈大径40。3、尺寸精度：零件图上所有未标注公差的尺寸，属自由尺寸，可按IT13级确定工件尺寸的公差。经查公差表，各尺寸公差为：零件内形：240.33mm、400.39mm。图1 零件图2 确定工艺方案及模具结构形式方案一：先落料，后冲孔。采用单工序模生产。方案二：落料-冲孔复合冲压。采用复合模生产。方案三：冲孔-落料级进冲压。采用级进模生产。方案一模具结构简单，但成本高而生产效率低；方案二工件的精度及生产效率都较高，但模具强度较差，制造难度大，且操作不方便；方案三生产效率高，操作方便，工件精度也能满足要求。故采用级进模比较合适。3 模具设计计算1、排样、计算条料宽度及确定步距零件外形为圆形 ，可以采用单排、交叉双排或多排；考虑到零件为大等批量生产，如果采用交叉双排或多排，则模具尺寸和结构就会相应增大，从而增加模具生产成本，所以本设计决定采用单排结构。如图2所示。首先查冲压模具设计与制造表2.5.2确定搭边值。由于材料是Q255，材料厚度是0.8mm,根据零件形状，两工件间圆形搭边值a=1，侧边取搭边值a1=0.8。算的连续模进料步距为S=D+a1=40+0.8=40.8mm。条料宽度按相应的公式计算： B0-=(D+2a)0- =（40+2）0-0.15=420-0.15A=B+C=D+2a+C=40+2+5=47mm 图2 排样图 2、材料的利用率 100%式中：A0一个步距的条料面积; A一制件的面积； 3、冲压力与压力中心计算：1）冲孔力: 冲孔 查表确定材料,KT=0.055,Kx=0.04. F=KLt 其中L冲裁周边长度； t材料厚度；2）落料力：F=KLt=1.3400.8350=45.7KN3）卸料力 FX=KxF冲 查【冲压模具设计与制造】表3-13 ，KX取0.04 =0.0445.7 =1.8（KN）4)推件力 FT=nkT（F落+F冲）n取6个 ， KT取0.055 =n0.05545.7=15（KN）5)总冲压力 F总= F落+ F冲+FX+FT =45.7+27.4+1.8+15=90（KN） 6)压力中心计算 图3 压力中心计算 =4、冲床选用根据总冲压力F总=90KN，冲床工作台面尺寸等，查模具设计与指导表433可知选用开式压力机公称压力100。其工艺参数如下：标称压力：100KN滑块行程次数：145次.min-1滑块行程：45mm最大闭合高度：180mm密封高度调节量：35mm立柱距离：180mm滑块中心线至床身距离：130mm模柄尺寸:直径30mm；深度88mm4 冲模刃口尺寸及公差的计算采用凸凹模分别加工： 查【冲压模具设计与制造】表2.3.3，知凸凹模的最大间隙Zmax=0.064最小间隙Zmin=0.048,则1、对于落料：A=0.03、T=0.02、x=0.75 查【冲压模具设计与制造】表3-15、3-16不满足A+TZmax-Zmin,因此，只有缩小A，T，提高制造精度，才能保证间隙在合理的范围内，因此可取：A0.6（Zmax-Zmin）=0.60.016=0.0096，取A=0.01T0.4（Zmax-Zmin）=0.40.016=0.0064，取T=0.006DA=39.75DT=39.702、对于冲孔：A=0.02、T=0.006、x=0.75 查【冲压模具指导】表3-15、3-16 根据【冲压模具课程设计与指导】式3-18、3-19得：dT=（d+）=（24+0.750.39)=24.290-0.006dA=（dT+ Zmin）=（24.29+0.048)=24.34+0.0105 冲裁模主要零部件的结构设计5.1、凹模的结构尺寸设计 凹模的外形尺寸一般有矩形和圆形两种。凹模的外形尺寸应保证凹模有足够的强度和刚度。凹模的厚度还应考虑修磨量。凹模的外形尺寸一般是根据被冲材料的厚度和冲材件的最大外形尺寸来确定的。该凹模的外形为矩形。 凹模厚度 H=Kb (15mm) 凹模壁厚 c=(1.52)H(3040mm)式中： b冲裁件的最大外形尺寸； K系数，考虑板料厚度的影响。查表： 表41系数K值b/mm料 厚 t/mm0.512500.30.350.42K取0.32mm H=KB（15mm）=0.3240=12.8mm,取H=25mm c=(1.52)H( 3040mm)=（1.52）25=37.550mm 根据本次需要 c取40凹模一般采用螺钉和销钉固定。螺钉和销钉的数量、规格及它们的位置根据凹模的大小，在标准的典型组合中查得。位置可根据结构需要作适当调整。螺孔、销孔之间以及它们到模板边缘尺寸，满足机械设计的要求。凹模洞孔轴线应与凹模顶面保持垂直，上、下平面应保持平行。型孔的表面有表面粗糙度的要求 Ra0.80.4m。凹模材料选择与凸模一样，但热处理后的硬度应略高于凸模。选用Cr12为凹模材料。凹模洞口的类型凹模洞口类型如图所示为直筒式刃口凹模。因为其制造方后工作部分尺寸不变。本模具即使用此类型。凹模制造方便，刃口强度高，便于刃磨。如图4(详见附图) 图4凹模5.2、凸模固定板的确定凸模固定板的外形尺寸一般与凹模大小一样，一般选择0.60.8倍的凹模厚度确定，也可以通过标准查得，基本与凹模外形尺寸相当。这里取0.8倍，H凸=0.825=20mm；材料可选用Q235或Cr12，本次选Cr12。垫板的作用是承受凸模或凹模的轴向压力,防止过大的冲压力在上、下模板上压出凹坑,影响模具正常工作。5.3、凸模的结构尺寸确定凸模的外形尺寸有凹模配做。凸模的长度L=H1H2H3h式中： H1为凸模固定板的厚度 H2为卸料板的厚度 H3为导料板的厚度 h为附加的长度，包括凸模刃口尺寸的修磨量，凸模进入凹模的深度（0.51mm），凸模固定板与卸料板的安全距离等。一般取1020.L=20+16+0.8+15=51.8选用Cr12为凸模材料，图形见附图。5.4、导料板的确定为保证条料的正确送进和毛坯在模具中的正确位置，冲裁出外形完整的合格零件，模具设计时必须考虑条料或毛坯的定位。正确位置是依靠定位零件来保证的。由于毛坯形式和模具结构的不同，所以定位零件的总类很多。设计时应根据毛坯形式、模具结构、零件公差大小、生产效率等进行选择。定位包含控制送料步距的挡料和垂直方向的导料等。 本模具依靠导料板保证条料的正确送进。其材料为45钢，热处理硬度在3640HRC，导料板的间距应等于条料的最大宽度加上一定间隙（一般不大雨0.5mm）导料板的高度H视材料的厚t与挡料销的高度h而定，可查【冲压模具设计与制造】表2-25选取得。材料厚度t/mm挡料销高度h/mm 导料板高度h/mm0.8385.5、卸料装置的确定设计的目的，是将冲裁后卡箍在凸模上或凸凹模上的制件或废料卸掉，保证下次冲压正常进行。常用的卸料方式有：刚性卸料和弹压卸料板。此次设计选用弹压卸料板，材料选择为10钢，冲裁时，条料容易粘在凸模上，固需要卸料装置，来使条料脱离凸模。由卸料板、弹性元件、卸料螺钉组成。卸料板形状与凹模相似，厚度h=16mm5.6、模柄的选用 模柄选择压入式模柄，大小根据压力机模柄孔来选择。材料为Q235，可参照GB2862.1-81查【模具设计指导】表4-33。选用A3088，如图5 图5 模柄5.7、冲模闭合高度计算H=h1h2h3h4 式中：h1 为上模座厚度h2 为凸模固定板厚度h3 为凸模厚度h4 为凹模厚度h5 为下模座厚度H=h1+h2+h3+h4+h5=40+18+